基于单片机的交通控制系统设计

13 届毕业设计基于单片机的交通灯控制系统设计学生姓名学号所属学院机械电气化工程学院专业机电一体化班级13指导教师刘新英日期2013.6塔里木大学机械电气化工程学院制前言本文研究的是以AT89C51单片机为控制器的交通灯控制系统，该系统通过红外接收器接收信号实现特种车辆（119、120等）自动放行；通过车辆检测电路采集路况信号，经单片机处理后，分配各车道的绿灯时间，实现车流动态调节，LED数码管显示通行倒计时；系统除基本交通灯功能外，还具有通行时间手动设置、可倒计时显示、急车强行通过、车流量检测及调整、交通异常状况判别及处理等相关功能。

理论证明该系统能够简单、经济、有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。

软件部分使用Keil、proteus硬件仿真软件，利用仿真软件来模拟检测过程，硬件与软件的结合，简单的模拟了交通灯控制。

关键词：智能交通灯；AT89C51；车辆检测；LED目录1 引言 (1)1.1 交通灯控制系统的研究现状 (1)1.2基于单片机的交通灯控制系统设计的意义 (1)1.3交通灯控制系统设计实现的功能 (1)2 交通灯控制系统的总体设计 (1)2.1交通控制系统中功能实现要求 (1)2.2交通控制系统的工作原理 (2)2.3交通控制系统的通行方案设计 (2)2.4交通灯控制系统的总体 (3)3 交通控制系统设计及理论 (3)3.1程序主体设计流程 (3)3.2交通控制系统的理论依据 (4)4 交通灯控制系统的硬件、软件支持 (6)4.1 AT89C51单片机简介 (6)4.2 AT89S51芯片最小系统 (7)4.3 系统设计中Keil 软件作用 (8)4.4 proteus硬件仿真软件 (8)5 系统总电路的设计原理及各模块 (8)5.1系统硬件总电路构成及原理 (8)5.2系统工作原理 (8)5.3 各控制模块 (9)5.4违规检测电路及模拟 (11)结论 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录一：总电路图 (18)附录二：程序 (19)1 引言1.1 交通灯控制系统的研究现状如今，红绿灯安装在各个路口，成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

基于单片机的交通灯控制系统设计毕业论文摘要：随着城市交通的日益发展，交通信号灯的控制方式也在不断地更新和优化。

本文基于单片机设计了一种交通灯控制系统，该系统具有高效、稳定和可靠的特点。

首先介绍了交通信号灯的发展背景和现有的控制系统，然后详细介绍了系统的硬件和软件设计，包括信号灯的控制逻辑、硬件电路的设计和单片机程序的编写等。

最后进行了实验测试，验证了系统的性能和可靠性。

实验结果表明，该交通灯控制系统能够有效地提高道路交通的效率和安全性，具有较好的应用前景。

关键词：交通灯控制系统、单片机、硬件设计、软件设计、实验测试第1章绪论1.1研究背景随着社会的不断发展和人口的快速增长，城市道路上的交通流量也在不断增加。

如何保障道路交通的安全和顺畅，成为了一个十分重要的问题。

交通信号灯作为一种重要的交通控制设备，对于减少交通事故和提高道路通行效率具有重要的作用。

传统的交通信号灯控制方式主要基于定时控制，缺乏智能化和动态性。

因此，我们需要开发一种新的交通灯控制系统，以满足现代交通需求。

1.2研究目的与意义本文旨在设计一种基于单片机的交通灯控制系统，提高交通灯的控制精度和灵活性，优化道路通行效率和交通安全性。

该系统具有高效、稳定和可靠的特点，适用于各种道路交通场景，并且可以根据实际情况进行灵活的调整。

第2章系统设计与实现2.1系统框架本系统由三个交通信号灯组成，分别为红灯、黄灯和绿灯。

这三个信号灯通过单片机控制，根据交通情况和车辆流量的变化来调整信号灯的显示状态。

2.2硬件设计本系统的硬件设计包括电源电路、信号灯电路和单片机控制电路等。

其中，电源电路提供系统所需的电源电压和电流；信号灯电路负责控制信号灯的亮灭；单片机控制电路负责接收和处理输入信号，并控制信号灯的显示状态。

2.3软件设计本系统的软件设计主要包括单片机程序的编写。

其中，单片机程序通过交通信号灯的控制逻辑和状态机设计，实现对信号灯的控制和调度。

第3章实验测试与结果分析为了验证系统的性能和可靠性，我们进行了一系列实验测试。

1选题背景今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。

信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。

在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。

并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失，同时也减小了工作人员的劳动强度。

关键词：AT89C51;7448，LED2方案论证2.1设计任务设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能通过按键或遥控器设置系统参数，系统运行时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制的易操作性及智能性。

以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、或C语言设计软件。

通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Mcs51单片机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。

东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。

红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮时车辆及行人小心通过。

红灯的设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒。

2.2 方案介绍方案1设计思想：采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道,分别为次干道的置数选择和主干道的置数选择。

方案2 设计思想：由两个传感器监视南北方向即A道与东西方向即B道的车辆来往情况，设开关K=1为有车通过，K=0为没有车通过。

则有以下四种情况：Ka=1时：Kb=0，表示A有车B没有车，则仅通行B道：Kb=1,表示A有车B有车，则优先通行A道；Ka=0时：Kb=0表示A没有车B也没有车，同样优先通行A道；Kb=1表示A没有车B有车，则仅通行B道。

基于单片机的交通信号灯的控制系统设计交通信号灯是城市交通管理中非常重要的一部分，它通过灯光信号来指示道路上车辆和行人的行动。

基于单片机的交通信号灯控制系统可以实现对交通信号的自动控制，并能根据实际交通情况和时间变化进行灵活调整，提高道路交通的效率和安全性。

1.系统设计需求分析：
-实现红、黄、绿三种信号灯的循环显示，时间可设定；
-根据实际交通情况和时间变化，动态调整红、黄、绿三种信号灯的显示时间；
-配备感应器，检测行人和车辆的存在，根据情况自动调整信号灯时间。

2.系统硬件设计：
-选择合适的单片机，如AT89C52；
-使用LED灯作为信号灯显示器件；
-选择适当的传感器，如红外传感器用于检测行人，光敏电阻用于检测车辆；
-选择适当的电路板进行连接。

3.系统软件设计：
-编写单片机的控制程序，实现红、黄、绿三种信号灯的循环显示；
-设定初始的信号灯显示时间；
-利用定时器和中断控制程序，实现对信号灯显示时间的控制，可以根据设定的时间进行调整；
-设定感应器的检测程序，当检测到行人或车辆时，调整信号灯显示时间。

4.系统工作流程：
(1)初始化系统，设定初始的信号灯显示时间；
(2)通过定时器和中断控制程序实现循环显示红绿黄信号灯；
(3)检测行人和车辆的存在，根据情况调整信号灯显示时间；
(4)循环执行步骤2和步骤3，实现自动控制交通信号灯。

5.系统优化方案：
-根据实际交通数据和研究结果，优化信号灯显示时间；
-利用流量监测技术，实时监测道路交通情况，进一步优化信号灯的控制策略；
-可以加入数据通信模块，将采集到的交通数据上传到中央交通管理系统，实现更智能化的交通信号灯控制。

基于单片机的交通信号灯控制系统设计交通信号灯控制系统是城市交通管理中必不可少的一个重要元素，通过对车辆行驶状态的监测，协调红绿灯信号，来确保道路交通的流畅和安全。

本文将介绍一种基于单片机的交通信号灯控制系统设计方案。

1. 系统功能描述该交通信号灯控制系统的主要功能是控制红绿灯信号的循环变换，保证各个车辆道路的交通流畅。

同时，系统具备故障检测和自适应调整的功能，当出现交通拥堵状况时，系统能够自动调整信号灯的时间，实现道路交通的快速畅通。

2. 系统设计框架此系统主要分为硬件系统和软件系统两部分。

硬件系统主要由单片机、红绿灯、电源、车辆检测器等部分组成。

其中，单片机作为系统的核心部分，主要实现了信号灯的周期控制和车辆检测。

软件系统主要由整合了单片机编程语言和相关算法所组成。

系统中的单片机程序主要完成红绿灯变换和车辆检测等功能，还会实现一些复杂的算法，如故障检测和自适应调整等。

3. 系统设计过程基于单片机的交通信号灯控制系统设计主要分为以下几个方面。

1) 系统需求分析：针对不同的交通场景，分析交通信号灯的需要，确定系统设计的需求。

2) 硬件选型：根据系统的需求，选择单片机、传感器、红绿灯等硬件设备。

3) 软件设计：在单片机上设计系统软件，实现各个部分的功能。

如控制红绿灯变换，实现车辆检测器的功能等。

4) 系统测试：对系统进行全面测试，验证其性能和功能是否满足设计要求。

5) 发布与维护：发布系统，并在运营过程中不断优化和维护。

4. 系统实现效果基于单片机的交通信号灯控制系统设计方案，通过软硬件体系的配合，能够高效准确地控制红绿灯信号的变换，有效降低交通拥堵，提高交通运行效率。

同时，该系统具备自适应调整和故障检测等功能，能够根据实际交通情况快速调整相应的红绿灯信号，确保道路交通的畅通和安全。

综上所述，基于单片机的交通信号灯控制系统设计，是一种高效实用的解决方案。

其系统感知性强，性能稳定可靠，可广泛应用于城市和道路交通的管理中，促进交通资源的有效分配，在实现城市交通快速、高效、安全运行的同时，也为市民提供了更好的出行环境。

基于单片机的交通灯控制系统设计交通灯控制系统是城市交通管理的重要组成部分，它通过灯光信号的方式来引导车辆和行人的交通流动，提高道路交通的安全性和效率。

基于单片机的交通灯控制系统设计可以实现对交通灯灯光的控制、时序的调整和故障的检测等功能，下面将对该系统的设计进行详细介绍。

首先，系统将采用单片机作为控制核心，选择一种性能稳定、功能强大的单片机芯片，例如STC89C51单片机。

该单片机具有强大的I/O口、定时器和中断功能，适用于交通灯控制系统的设计和开发。

其次，系统将采用红绿灯的设计，包括车行红灯、车行绿灯、行人红灯和行人绿灯。

通过控制单片机的输出口和定时器，实现灯光的切换和时序的控制。

例如，当车行红灯亮起时，行人绿灯亮起，车行绿灯和行人红灯同时熄灭，车辆停车等待；当车行绿灯亮起时，行人红灯亮起，车行红灯和行人绿灯同时熄灭，车辆可以通行。

此外，系统还需要设置手动模式和自动模式两种工作状态。

在手动模式下，可以手动切换灯光，例如按下按钮切换车行红灯和车行绿灯；在自动模式下，系统将按照预设的时序自动切换灯光，例如每个方向的绿灯亮起时间为30秒，红灯亮起时间为10秒。

为了提高系统的可靠性和可调整性，还可以采用传感器来检测交通流量和车辆排队情况，并根据实际情况动态调整灯光的时序。

例如，当一些方向的车辆排队较多时，可以延长该方向的绿灯时间，以提高交通流畅度。

此外，系统还需要具备故障检测和自动恢复功能。

例如，当一些灯光故障时，系统可以通过检测到异常信号来判断故障情况，并自动切换到备用灯光，通知维修人员进行维修。

在硬件设计方面，除了单片机和灯光模块外，还需要设计电路板、电源供应、按钮、指示灯等部分。

电路板可以通过软件进行设计，包括电源管理、IO口的连接和定时器的设置。

电源供应可以采用稳压电源，保证系统的正常运行。

按钮和指示灯可以通过IO口进行连接，实现对灯光和模式的切换。

总之，基于单片机的交通灯控制系统设计可以实现交通灯灯光的控制、时序的调整和故障的检测等功能，提高了交通管理的自动化程度和可调整性，为城市交通的安全和效率提供了重要的支持。

基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计智能交通红绿灯控制系统是一种基于单片机的电子设备，用于智能化控制交通信号灯的工作。

本文将详细介绍如何设计一套基于单片机的智能交通红绿灯控制系统。

首先，我们需要选择适合的单片机作为控制器。

在选择单片机时，我们需要考虑其功能、性能和价格等因素。

一些常用的单片机型号有8051、AVR、PIC等。

我们可以根据具体的需求选择合适的单片机型号。

接下来，我们需要设计硬件电路。

智能交通红绿灯控制系统的硬件电路主要包括单片机、传感器、继电器和LED等组件。

传感器可以用来感知交通流量和车辆信息，继电器用于控制交通灯的开关，LED用于显示交通灯的状态。

在硬件设计中，我们需要将传感器与单片机相连接，以便将传感器获取的信息传输给单片机。

同时，我们还需要将单片机的控制信号传输给继电器和LED，以实现对交通灯的控制。

在软件设计中，我们需要编写相应的程序代码来实现智能交通红绿灯的控制逻辑。

首先，我们需要对传感器获取的信息进行处理，根据交通流量和车辆信息来确定交通灯的状态和切换规则。

例如，当交通流量较大时，可以延长绿灯亮起的时间；当有车辆等待时，可以提前切换到红灯。

此外，我们还可以在程序中添加自适应控制算法，用于根据交通流量动态调整交通灯的周期和切换时间，以进一步提高交通流量的效率和道路通行能力。

最后，我们需要将程序代码烧录到单片机中，并进行调试和测试。

在测试过程中，我们可以模拟不同的交通流量和车辆信息，以验证智能交通红绿灯控制系统的正常运行和控制效果。

综上所述，基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

通过合理的硬件电路设计和程序编写，可以实现对智能交通红绿灯的智能化控制，提高交通流量的效率和道路通行能力，实现交通拥堵的缓解和交通安全的提升。

基于单片机的交通信号灯的控制系统设计交通信号灯的控制系统是指利用单片机控制交通信号灯的运行和切换。

通过合理的控制，交通信号灯可以按照设定的时序规律切换颜色，以指示交通参与者应该如何行动，从而保证交通的有序进行。

本文将详细介绍基于单片机的交通信号灯控制系统的设计。

首先，我们需要选择适合的单片机。

常用的单片机如8051、AVR、PIC等，均具有较高的集成度和低功耗特性。

我们可以根据项目要求选择合适的单片机。

在本系统中，我们选择了PIC单片机。

接下来，我们需要设计电路。

首先，我们需要一个交通信号灯，包括红、黄、绿三种颜色的LED灯。

为了控制LED的亮灭，我们需要使用适当的电阻限制电流，以及合适的电平转换电路将单片机的输出电压转换为适合LED的电压。

此外，我们还需要设置一个可调电阻来控制LED灯的亮度。

为了保证电路的稳定性和安全性，我们还需要添加适当的过流保护电路和过压保护电路。

然后，我们需要设计程序逻辑。

首先，我们需要定义交通信号灯的状态和时间参数。

交通信号灯的状态一般包括红、黄、绿三个状态，分别对应停止、准备和行进。

时间参数则包括每个状态的持续时间。

根据这些参数，我们可以设计程序逻辑流程，实现交通信号灯状态的切换。

在程序设计中，我们需要使用定时器中断来计时，并根据时间参数切换信号灯状态。

我们还需要使用IO口来控制LED灯的亮灭。

通过编程，我们可以将交通信号灯的切换、亮灭、亮度控制等功能与单片机的硬件结合起来，从而实现交通信号灯的控制。

最后，我们需要进行系统测试和优化。

在测试中，我们可以通过观察LED灯的亮灭、时间参数的调整等来验证系统的正常工作。

如果有需要，我们可以对程序进行优化，以提高系统的稳定性和性能。

综上所述，基于单片机的交通信号灯控制系统设计涉及到硬件电路设计、程序逻辑设计、系统测试和优化等多个方面。

通过合理的设计和控制，我们可以实现交通信号灯的有序运行，为交通参与者提供准确的指引，提高交通的安全性和效率。

基于单片机的交通灯控制系统需要包含以下组成部分：1.硬件设备组成：单片机、LED 灯、显示屏等硬件设备。

2.设计思路描述：交通灯控制系统的设计思路是基于定时器的，利用计数器和定时器来控制红绿灯的转换，同时通过按键检测实现手动控制。

3.程序设计：程序需要完成按键检测、信号灯控制和定时器计数等功能。

具体实现可以分为以下几步：(1) 根据硬件设备的引脚对应关系，定义各个引脚的控制方式和状态。

(2) 在程序中定义计时器和定时器，用于计时和设置红绿灯状态。

例如，计时器每隔一定时间就会触发定时器，设置红绿灯的状态，并且根据状态判断相应的亮灯和熄灯。

(3) 通过按键检测来实现手动控制，当检测到按键按下时，立即切换灯的状态，当再次按下时，又立即切换回之前的状态。

4.实现代码：下面是一个该系统的简单代码示例，供参考：#include <reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit KEY1 = P3^0;//按键定义sbit RED = P2^2;//红灯定义sbit YELLOW = P2^1;//黄灯定义sbit GREEN = P2^0;//绿灯定义/*函数声明*/void initTimer0();void delay1ms(uint count);/*主函数*/int main(){initTimer0();/*初始化计时器*/while(1){if(KEY1 ==0){/*按键按下*/delay1ms(5);/*消抖*/if(KEY1 ==0){/*仍然按下*//*绿灯亮10s*/GREEN =1;delay1ms(10000);GREEN =0;/*黄灯亮3s*/YELLOW =1;delay1ms(3000);YELLOW =0;/*红灯亮7s*/RED =1;delay1ms(7000);RED =0;/*黄灯亮2s*/YELLOW =1;delay1ms(2000);YELLOW =0;}}}return0;}/*函数定义*/void initTimer0(){TMOD &=0xF0;TMOD |=0x01;TH0 =0xFC;TL0 =0x18;EA =1;ET0 =1;TR0 =1;}/*1ms延时函数*/void delay1ms(uint count){uint i,j;for(i=0;i<count;i++){for(j=0;j<125;j++){}}}/*计时器中断函数*/void timer0() interrupt 1{TH0 =0xFC;TL0 =0x18;}以上是一个简单的基于单片机的交通灯控制系统设计与实现示例。

基于单片机的智能交通信号灯控制系统设计及仿真一、本文概述随着城市化进程的加快和汽车保有量的不断增加，交通拥堵和交通事故问题日益突出，智能交通信号灯控制系统的研究和应用显得尤为重要。

本文旨在设计并仿真一种基于单片机的智能交通信号灯控制系统，以提高交通流通效率，减少交通事故，并优化城市交通环境。

本文首先介绍了智能交通信号灯控制系统的研究背景和意义，阐述了单片机在交通信号灯控制中的应用优势。

接着，详细阐述了系统的总体设计方案，包括硬件设计和软件设计两大部分。

硬件设计部分主要介绍了单片机选型、外围电路设计以及信号灯的选型与连接方式；软件设计部分则主要介绍了交通信号灯控制算法的设计和实现，包括交通流量的检测、信号灯的调度策略以及控制逻辑的编写。

在完成系统设计后，本文进一步进行了仿真实验，以验证系统的可行性和有效性。

仿真实验采用了交通仿真软件，模拟了不同交通场景下的信号灯控制效果，并对仿真结果进行了详细的分析和讨论。

本文的研究成果对于推动智能交通信号灯控制技术的发展具有一定的理论价值和实际应用价值，对于缓解城市交通问题、提高交通效率具有积极意义。

二、智能交通信号灯控制系统总体设计在智能交通信号灯控制系统的设计中，我们首先需要明确系统的总体架构和功能模块。

基于单片机的设计思路，我们将系统划分为几个关键部分：信号控制模块、传感器数据采集模块、通信模块以及电源管理模块。

信号控制模块：这是整个系统的核心部分，负责根据交通流量和道路状况实时调整交通信号灯的状态。

我们选用高性能的单片机作为控制器，通过编程实现多种交通控制策略，如固定时序控制、感应控制和自适应控制等。

传感器数据采集模块：为了实时感知道路交通状况，我们采用了多种传感器，如红外传感器、车辆检测传感器和摄像头等。

这些传感器负责采集道路上的车辆数量、速度和方向等信息，并将数据传递给信号控制模块进行处理。

通信模块：为了实现智能交通信号灯之间的联动和与交通管理中心的通信，我们设计了通信模块。